CN101170206A - 一种可调频段滤波器及其实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可调频段滤波器及其实现方法，所述可调频段滤波器，其设置在一承载板上，在输入端和输出端之间设置有可调的分布式微带电容，由两微带线形成；并在该分布式微带电容上焊接设置有一可调的集中参数电感。本发明可调频段滤波器及其实现方法由于采用集中参数和分布参数相结合的方式，吸取了两种形式滤波器的优点，实现可调频段滤波器的功能，与现有技术相比，取得了电路参数可调的进步，达到了适用不同频段都可以滤波的效果，在抑制度不是很高的情况下，可以在同一个单板上兼容不同频段，节省了成本，提高了稳定性、适合大规模的生产。

Description

一种可调频段滤波器及其实现方法

技术领域

本发明涉及一种可调频段的滤波器及其实现方法，属于射频器件制造领域，特别涉及的是一种电路参数可调的滤波器及其实现方法。

背景技术

现有技术中人们对射频通讯系统的要求日益严格，为了提高系统的一些指标，设计起来方便，兼容频段的较宽，需要一种可调频段滤波器。

目前对谐波抑制的方式主要有2种方式：集中参数滤波器和分布参数滤波器。在100MHz～1GHz频段内，一般采用LC集中参数滤波器来实现，1GHz以上频段，一般采用分布式微带电路来实现滤波功能。100MHz-1GHz频段内，滤波器的原理图如图1所示，图2是图1相对应的PCB(印刷电路板)版图。这种的滤波器的优点是占用面积小，电路参数在PCB上可以调试，缺点是只能适用于100MHz-1GHz频段。1GHz以上频段滤波器的原理图如图3所示，该种设计的缺点是在PCB板出来后，电路性能不可调，一般不同频段的滤波器要做2块以上的试验板才能成功。

上面的两种实现方法主要受制于电容的Q值在高频的表现。

在高频的电感和电容中由于寄生参数的影响，可以把单个器件看作一个谐振网络，所以存在Q值。电感、电容的Q值＝理想电感或者电容周期内耗能/寄生电阻周期内耗能＝wL/r，其中的w并不代表谐振频率，而是任意频率。可以看出，当r一定时，在较高的频率时会获得比较好的Q值。当频率一定时，Q值越高则能获得较好的滤波特性或者较小的额外噪声引入值，Q值越高，频率选择性越好。一般用在高频电路中的电容电感要求都是要高Q值。但是现有电容的Q值在高频的性能都不是非常好，除了那些价格昂贵且电容值不齐全的微波电容。高频时LC滤波器的限制是电容，不是电感。

由于上述两种滤波器实现的电路形式不一样，相应PCB的布局也就差别很大，而这种差异如果在高集成度的射频板上实现的话，将会导致一个问题：不同频段的单板布局差异很大，设计阶段PCB工作量大。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可调频段滤波器及其实现方法，所要解决的技术问题是：克服上述的集中参数和分布参数滤波器存在的问题和缺点，提供一种集中参数和分布参数相结合的可调频段滤波器的实现方法。

本发明采用以下技术方案：

一种可调频段滤波器，其设置在一承载板上，其中，在输入端和输出端之间设置有分布式微带电容，由两微带线形成；并在该分布式微带电容上焊接设置有一集中参数电感。

所述的可调频段滤波器，其中，还设置有两个电容焊盘，用于焊接与所述分布式微带电容并联的集中参数电容。

所述的可调频段滤波器，其中，所述承载板为FR4玻璃纤维板。

一种可调频段滤波器的实现方法，其包括以下步骤：

A、在承载板上设置两微带线形成分布式微带电容，该两微带线分别连接输入端和输出端；

B、在所述两微带线之间焊接设置集中参数电感，选择所焊接的所述集中参数电感以适应频段的滤波。

所述的实现方法，其中，还包括步骤：

C、焊接设置与所述分布式微带电容相并联的集中参数电容，选择所焊接的所述集中参数电容以适应频段的滤波。

所述的实现方法，其中，所述集中参数电容设置为两个，设置在所述集中参数电感和所述分布式微带电容两侧。

本发明所提供的一种可调频段滤波器及其实现方法，由于采用集中参数和分布参数相结合的方式，吸取了两种形式滤波器的优点，实现可调频段滤波器的功能，与现有技术相比，取得了电路参数可调的进步，达到了适用不同频段都可以滤波的效果，在抑制度不是很高的情况下，可以在同一个单板上兼容不同频段，节省了成本，提高了稳定性、适合大规模的生产。

附图说明

图1是现有技术的LC滤波器的电路原理图；

图2是现有技术的LC滤波器的PCB结构图；

图3是现有技术的微带滤波器PCB结构图；

图4是本发明的集中参数和分布参数相结合的可调频段滤波器PCB结构图。

具体实施方式

以下结合附图，将对本发明的各较佳实施例进行更为详细的说明。

本发明可调频段滤波器及其实现方法，其装置的结构框图如图4所示，其包括了分布式微带电容，由微带线1和微带线2构成，该分布式微带电容可通过预先计算，针对不同的频段选择确定的微带线1和微带线2；一集中参数电感L、与所述分布式微带电容相并联的集中参数电容C2、C3。

上述电容及电感设置在一承载板中，该承载板可采用FR4玻璃纤维板材，当然也可以采用其他材质。所述分布式微带电容由两个具有一定面积的微带线来实现，该微带线的电容值与其面积成正比，具体公式见公式1：

$A=\frac{\mathrm{Ch}}{{\mathrm{\ϵ}}_0{\mathrm{\ϵ}}_r}$

式中：h＝介质基片厚度；

ε₀＝8.85微微法/米    ------- ------------------公式1

ε_r＝基片的相对介电常数；

A＝微带面积；

C＝电容值；

所述集中参数电感是焊接在所述分布式微带电容上的，总的电容采用所述分布式微带电容与两个集中参数电容并联设置，这样焊接不同的集中参数电容就可以实现电容值可调，针对不同频段的滤波器可以通过修改所述分布式微带电容以及所述集中参数电容的电容值和所述集中参数电感的电感值来达到要求。

同时根据所采用承载板的材质不同，本发明的可调频段滤波器可以相应调整所述分布式微带电容、集中参数电感以及集中参数电容之间的量值以便适合于不同频段使用。

下面用实例来说明本发明集中参数和分布参数相结合的可调滤波器的设计实现方法，可调频段滤波器的结构图见图4。在FR4玻璃纤维板材上，所述分布式微带电容采用两个面积为210mm*150mm微带线来实现(在图4上就是标注1和2的地方)，其容值相当于2.0pF，在1.9GHz频段调试时，与分布式电容并联的两个电容焊盘上不用焊集中参数的电容(即图4中C2和C3)，只通过调整电感值(图4中的L)来调整滤波器的性能。

在小于1GHz频段内，这时普通电容就可以满足要求，电容的调整由分布式微带电容旁边并联的集中参数电容来实现，这时需要焊接集中参数电容C2和C3，通过调整电容和电感的值来满足要求。

本发明这两个频段的参数见下表格1：

表格1各频段滤波器指标要求和最后参数，性能

频率范围(MHz)	滤波器参数
		微带尺寸	并联	电感值

	(mm*mm)	电容值
				1743.5～2027.95	210*150	无	3.3nH
592～636.2	210*150	5.1pF	8.2nH

本发明的可调频段滤波器及其实现方法，其滤波器带内插损小于1dB，带外抑制可以达到＞15dB。尤其是，其优点是滤波器占地面积小，滤波器的频段可调，在同一个单板上就可以兼容不同频段的滤波器，应用比较灵活，调试很方便。

应当理解的是，上述针对本发明较佳实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本发明的专利保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种可调频段滤波器，其设置在一承载板上，其特征在于，在输入端和输出端之间设置有分布式微带电容，由两微带线形成；并在该分布式微带电容上焊接设置有一集中参数电感。

2.根据权利要求1所述的可调频段滤波器，其特征在于，还设置有两个电容焊盘，用于焊接与所述分布式微带电容并联的集中参数电容。

3.根据权利要求1所述的可调频段滤波器，其特征在于，所述承载板为FR4玻璃纤维板。

4.一种可调频段滤波器的实现方法，其包括以下步骤：

A、在承载板上设置两微带线形成分布式微带电容，该两微带线分别连接输入端和输出端；

B、在所述两微带线之间焊接设置集中参数电感，选择所焊接的所述集中参数电感以适应频段的滤波。

5.根据权利要求4所述的实现方法，其特征在于，还包括步骤：

C、焊接设置与所述分布式微带电容相并联的集中参数电容，选择所焊接的所述集中参数电容以适应频段的滤波。

6.根据权利要求5所述的实现方法，其特征在于，所述集中参数电容设置为两个，设置在所述集中参数电感和所述分布式微带电容两侧。

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